DE1790094B1 - METHOD FOR APPLYING THIN NON-CONDUCTIVE LAYERS - Google Patents

METHOD FOR APPLYING THIN NON-CONDUCTIVE LAYERS

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DE1790094B1
DE1790094B1 DE19681790094 DE1790094A DE1790094B1 DE 1790094 B1 DE1790094 B1 DE 1790094B1 DE 19681790094 DE19681790094 DE 19681790094 DE 1790094 A DE1790094 A DE 1790094A DE 1790094 B1 DE1790094 B1 DE 1790094B1
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sputtering
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Joseph Skinner Logan
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering

Description

QRIÖINAL INSPECTEDQRIOINAL INSPECTED

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ein elektrisch zwischen die Gegenelektrode und die F i g. 4 eine Darstellung der Abhängigkeit der Ätzleitenden Außenflächen des Zerstäubungsgefäßes ge- geschwindigkeit von der Substratreaktanz,
schaltetes, abstimmbares LC-Glied beeinflußt werden. F i g. 5 die Darstellung eines bevorzugten Ausfüh-an electrically between the counter electrode and the F i g. 4 shows the dependence of the etch-conducting outer surfaces of the atomization vessel speed on the substrate reactance,
switched, tunable LC element can be influenced. F i g. 5 shows a preferred embodiment

Durch diese Maßnahme ist es in vorteilhafter Weise rungsbeispiels gemäß dem vorliegenden Verfahren,
möglich, das Hochfrequenzpotential zwischen der 5 F i g. 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung 10, welche Gegenelektrode und damit dem bzw. den Substraten zum Kathodenzerstäuben gemäß dem Stand der und den leitenden Außenflächen des Zerstäubungs- Technik dient. Diese Vorrichtung 10 besteht aus einem gefäßes speziell der Grundplatte, auf der die isolieren- Zerstäubungsgefäß 12, in welchem sich das zu ionisieden Tragsäulen zur Befestigung der Substrathalterung rende Gas bei niedrigem Druck befindet. Es handelt und damit der Gegenelektrode montiert sind, so ein- io sich um ein Gefäß, welches auf einer Bodenplatte 14 zuregeln, daß keine Zerstäubungsinvertierung auf- aufgebaut ist. Ein passendes Edelgas, wie Argon, wird treten kann und eine so dichte und homogene Schicht in das Gefäß durch eine nicht gezeigte Öffnung einaufgestäubt wird, daß das Entstehen von Pin-Holes gelassen und mittels einer, auch nicht dargestellten vermieden wird. Weiterhin lassen sich Amplitude und Vakuumpumpe auf einem niedrigen Druck gehalten. Phasenwinkel der Gegenelektrodenspannung in bezug 15 Innerhalb des gasgefüllten Raumes befindet sich eine zum Potential der Zerstäubungselektrode so ein- Zerstäubungselektrode 16, auf welcher eine Scheibe 17 stellen, daß der zwischen Gegenelektrode bzw. Sub- aus dem zu zerstäubenden Material befestigt ist, und strathalterung und Erde bzw. Gefäßwandung sich eine Gegenelektrode 18 mit Substrathalterungsmögsonst einstellende Gleichstromanteil auf einen ver- lichkeiten, welche durch metallene Säulen 19 getragen nachlässigbaren Wert gebracht und gehalten wird. 20 wird. Um die Zerstäubungselektrode 16 herum undBy this measure, it is advantageous for example according to the present method,
possible, the high frequency potential between the 5 F i g. 1 shows a known device 10 which serves the counter electrode and thus the substrate or substrates for cathode sputtering according to the prior art and the conductive outer surfaces of sputtering technology. This device 10 consists of a vessel especially the base plate on which the isolating atomizing vessel 12, in which the supporting columns to be ionized for fastening the substrate holder is located at low pressure. It is a matter and so the counter-electrode is mounted, so it is a vessel which is regulated on a base plate 14 so that no atomization inversion is built up. A suitable noble gas, such as argon, will be able to enter and such a dense and homogeneous layer will be dusted into the vessel through an opening (not shown) that pin holes will not develop and will be avoided by means of one, also not shown. Furthermore, the amplitude and the vacuum pump can be kept at a low pressure. Phase angle of the counter-electrode voltage in relation to 15 Inside the gas-filled space there is an atomizing electrode 16 which is in relation to the potential of the atomizing electrode and on which a disk 17 is placed so that it is fastened between the counter-electrode or the material to be atomized, and the substrate and ground or the wall of the vessel, a counterelectrode 18 with a substrate holder possibility otherwise adjusts itself to a direct current component which is brought and kept negligible value supported by metal columns 19. 20 turns. Around the sputtering electrode 16 and

Eine optimale Wirkung läßt sich gemäß einer Weiter- davon isoliert befindet sich eine Abschirmung 20 ausAn optimal effect can be achieved according to a further - a shield 20 is isolated therefrom

bildung der Erfindung erzielen, wenn nach der Ab- leitendem Material. Die Substrate 22 werden auf derAchieve formation of the invention if after the dissipative material. The substrates 22 are on the

Stimmung die gesamte Impedanz, bestehend aus der Gegenelektrode 18 befestigt. Ein Hochfrequenzgene-Mood the entire impedance, consisting of the counter electrode 18 attached. A high frequency gene

des LC-Gliedes und der dazu parallelliegenden Streu- rator 24 ist an die Zerstäubungselektrode 16 und dieof the LC element and the scatterer 24 lying parallel to it is connected to the sputtering electrode 16 and the

impedanz, im wesentlichen eine induktive Reaktanz 25 Gegenelektrode 18 angeschlossen,impedance, essentially an inductive reactance 25 counter electrode 18 connected,

darstellt. In diesem Falle treten gegenphasige Span- Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an dierepresents. In this case, out-of-phase voltage occurs by applying a high-frequency voltage to the

nungen zwischen Substrat und Zerstäubungselektrode Zerstäubungselektrode 16 fließen HochfrequenzströmeHigh-frequency currents flow between the substrate and the sputtering electrode, the sputtering electrode 16

auf. zur Gegenelektrode 18 und durch die Tragsäulen 19on. to the counter electrode 18 and through the support pillars 19

In vorteilhafter Weise besteht das XC-Glied aus zur Grundplatte 14. Bei der im allgemeinen verwen-The XC element advantageously consists of the base plate 14. In the case of the generally used

einer variablen Induktivität und einer Kapazität in 30 deten Frequenz von 13,56 MHz ist die Impedanz dera variable inductance and a capacitance in 30 deten frequency of 13.56 MHz is the impedance of the

Serienschaltung, denn damit lassen sich in relativ ein- Tragsäulen groß genug, um eine meßbare Hoch-Series connection, because this means that in relatively single support columns large enough to create a measurable high

facher Weise Abstimmung und Einstellung wie oben frequenzspannung zwischen Gegenelektrode 18 undmultiple way tuning and setting as above frequency voltage between counter electrode 18 and

beschrieben vornehmen. Grundplatte 14 zu erhalten. Diese Spannung ist da-as described. To obtain base plate 14. This tension is there-

Zur zweckmäßigen und vorteilhaften Überwachung neben abhängig vom Gasdruck und von den Abdes Zerstäubungsvorgangs ist ein Gleichstrom-Meß- 35 messungen der Elektroden. Das Potential des Plasmas instrument parallel zum LC-Glied geschaltet, um so innerhalb des Gefäßes 12 wird durch die Spannung unter anderem die Güte der aufzudampfenden Schicht bestimmt, mit welcher das Plasma begrenzende Oberbeeinflussen zu können. Dies gilt insbesondere für auf flächen, wie z. B. die Grundplatte 14, die Seitenwände Halbleitersubstrate aufgestäubte Isolatorschichten, wo des Gefäßes 12 und die Kathodenabschirmung 20, bedurch entsprechende Gleichstromeinstellung Verun- 40 aufschlagt sind. Diese Oberflächen werden im allreinigungsionen aus der Isolatorschicht herausgezogen gemeinen auf Erdpotential gehalten. Das bedeutet, daß werden können. Ebenso lassen sich die in Haftstellen in der dargestellten Vorrichtung 10 eine Potentialder aufgestäubten Schicht eingefangenen Gasionen des differenz zwischen dem Plasma und der Gegenelektrode beim Zerstäubungsvorgang verwendeten Edelgases auf mit den darauf befindlichen Substraten auftritt. Diese ein Minimum halten. 45 Potentialdifferenz und darüber hinaus die Phase desFor expedient and advantageous monitoring in addition to depending on the gas pressure and the Abdes The sputtering process is a direct current measurement of the electrodes. The potential of the plasma instrument connected in parallel to the LC element so as to be inside the vessel 12 by the voltage among other things, determines the quality of the layer to be evaporated, with which the plasma-limiting over-influence to be able to. This applies in particular to areas such as B. the base plate 14, the side walls Semiconductor substrates sputtered insulator layers, where the vessel 12 and the cathode shield 20, be through Corresponding DC current setting are 40 shown. These surfaces are all-cleaning ions pulled out of the insulator layer common held at ground potential. It means that can be. Likewise, the traps in the device 10 shown can have a potential of sputtered layer of trapped gas ions of the difference between the plasma and the counter electrode noble gas used in the sputtering process occurs on the substrates thereon. These keep a minimum. 45 potential difference and beyond that the phase of the

Beim hier beschriebenen Verfahren wird also durch Potentials der Gegenelektrode gegenüber der Zerstäu-Regelung eines zusätzlich eingeführten Parameters die bungselektrode, welche sich durch die Impedanz physikalische Eigenschaft eines aufzustäubenden Films zwischen Gegenelektrode und Grundplatte ergibt, so beeinflußt, daß sich für nachfolgende Bearbeitungs- haben, wie sich herausgestellt hat, wesentlichen Eingänge, insbesondere bei Anwendung von Ätzprozessen, 50 nuß auf die physikalischen Eigenschaften der durch das keine nachteiligen Wirkungen ergeben; was insbeson- Zerstäuben hergestellten dielektrischen Schichten,
dere dann von Vorteil ist, wenn bei Herstellung von F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Vormonolithischen, integrierten Schaltkreisen aufeinander- richtung zum Kathodenzerstäuben gemäß vorliegenfolgend mehrere Ätzvorgänge Anwendung finden. dem Verfahren. Diese Vorrichtung 30 besteht wieder-Dieser zusätzlich eingeführte Parameter läßt sich prä- 55 um aus einem Zerstäubungsgefäß 12 mit einer Grundzise und relativ einfach einstellen im Gegensatz zur platte 14, in welchem sich die Zerstäubungselektrode 16 Einstellung der bisher veränderten Parameter wie Gas- befindet. Das zu zerstäubende Material befindet sich druck, Magnetfeld, Zerstäubungsleistung usw. in Form einer Scheibe 17 auf der Zerstäubungselek-In the method described here, the training electrode, which results from the impedance of the physical property of a film to be sputtered between the counter electrode and the base plate, is so influenced by the potential of the counter electrode as opposed to the atomization control of an additionally introduced parameter that subsequent processing has, such as it has been found that essential inputs, especially when using etching processes, have no adverse effects on the physical properties of the product; what in particular- sputtering produced dielectric layers,
which is then advantageous if in the production of FIG. 2 shows a schematic representation of the pre-monolithic, integrated circuits facing one another for cathode sputtering in accordance with the following several etching processes are used. the procedure. This device 30 consists again - this additionally introduced parameter can be set in advance from an atomization vessel 12 with a basic scale and relatively easily in contrast to the plate 14 in which the atomization electrode 16 is located, setting the previously changed parameters such as gas. The material to be atomized is pressure, magnetic field, atomizing power, etc. in the form of a disk 17 on the atomizing elec-

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfin- trode 16, welche außerdem eine Abschirmung 20 be-Below are exemplary embodiments of the invention electrode 16, which also include a shield 20

dung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 60 sitzt. Die Gegenelektrode 32 ist innerhalb des Gefäßesapplication explained in more detail with reference to the drawing. It shows 60 seats. The counter electrode 32 is inside the vessel

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich- 12 auf Isolationssäulen 34 angebracht, so daß die Getung zum Kathodenzerstäuben nach dem Stande der genelektrode 32 elektrisch von der Grundplatte 14 isoTechnik, liert ist. Durch Anschluß des Generators 24 wird eineF i g. 1 is a schematic representation of a device 12 mounted on isolation columns 34 so that the getung for cathode sputtering according to the state of the gene electrode 32 electrically from the base plate 14 isoTechnik, is lated. By connecting the generator 24 is a

F i g. 2 eine Vorrichtung zum Kathodenzerstäuben Hochfrequenzspannung zwischen Zerstäubungselek-F i g. 2 a device for cathode sputtering high frequency voltage between sputtering elec-

gemäß dem vorliegenden Verfahren, 65 trode 16 und Grundplatte 14 angelegt, außerdemIn accordance with the present method, 65 trode 16 and base plate 14 are also applied

F i g. 3 eine Darstellung der Abhängigkeit der Im- zwischen Zerstäubungselektrode 16 und Gegenelek-F i g. 3 shows the dependency of the Im- between the atomizing electrode 16 and the counter-electrode

pedanz der Substrathalterung von Kurzschlußstrom trode 32 über eine Impedanz 36. Die Zuführung 38 zurPedance of the substrate holder of short-circuit current trode 32 via an impedance 36. The feed 38 to

und Leerlaufspannung, Gegenelektrode ist isoliert dixrch die Grundplatte 14and open circuit voltage, the counter electrode is insulated by the base plate 14

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durchgeführt. Während des Betriebes entsteht eine Frequenz groß genug sein, damit die Anzahl von. Potentialdiff erenz Vs zwischen den das Plasma be- Ionen, welche das Dielektrikum während der negativen grenzenden leitenden Oberflächen des Gefäßes 12 und Halbwelle erreichen, d. h. während der die Zerstäuder Gegenelektrode 32. Die kapazitiven und induk- bungselektrode positiv und die Gegenelektrode negativen Anteile der Impedanz 36 können zur Steuerung 5 tiv ist, nicht ausreicht, um die gewünschte negative der Gegenelektrodenspannung geändert werden. Auf Aufladung auf der Oberfläche der Zerstäubungsdiese Weise läßt sich eine Steuerung der physikalischen elektrode kompensieren zu können. Würde die ZerEigenschaften der durch Aufstäuben entstehenden stäubungselektrode wesentlich positiv aufgeladen, so dünnen Schichten erzielen, wie es im folgenden näher würde ein inverses Zerstäuben des zu beschichtenden erläutert wird. io Objekts und umgebender Metallteile auftreten, voncarried out. During operation a frequency arises to be large enough to allow the number of. Potential difference V s between the plasma ions which reach the dielectric during the negative bordering conductive surfaces of the vessel 12 and half-wave, ie during the atomizer counter electrode 32. The capacitive and induction electrode positive and the counter electrode negative components of the impedance 36 can be used to control 5 is not sufficient to change the desired negative of the counter electrode voltage. In this way, a control of the physical electrode can be compensated for by charging on the surface of the atomization. If the disintegration properties of the sputtering electrode produced by sputtering were to be substantially positively charged, layers would be as thin as would be explained in more detail below by inverse sputtering of the one to be coated. io object and surrounding metal parts occur from

Beim Zerstäuben besteht eine Gasglimmentladung Teilen also, die im allgemeinen als Gegenelektrode bzw. zwischen zwei getrennten Elektroden. Wird eine Gleich- Anode dienen. Mit der richtig ausgewählten Frequenz spannung an die Elektroden angelegt, so ist die Zer- und Amplitude der angelegten Spannung ergibt sich stäubungselektrode negativ und stellt also die Kathode ein ausschließliches Zerstäuben an der Zerstäubungsdar. Beim HF-Zerstäuben kann die Zerstäubungs- 15 elektrode, und weder die Anode noch die Substratelektrode ebenfalls als Kathode bezeichnet werden, ob- halterung werden eine so hohe Aufladung erfahren, wohl sie dann nicht ständig negativ gegenüber der daß sich eine inverse Zerstäubung einstellen kann, anderen Elektrode ist. Unter dem Einfluß des elek- Unter diesen Bedingungen wird also die Zerstäubungstrischen Feldes zwischen beiden Elektroden wird das elektrode während der meisten Zeit negativ geladen Gas teilweise durch Kollisionen von beschleunigten 20 sein und sich ähnlich wie eine Kathode beim Gleichfreien Elektronen mit Gasmolekülen ionisiert, so daß stromzerstäuben verhalten, weshalb sie hier auch als positiv geladene Gasionen entstehen. Diese Ionen wer- Hochfrequenzkathode bezeichnet wird, während die den in Richtung zur Kathode beschleunigt, wodurch gegenüberliegende Elektrode als Hochfrequenzanode eine Raumladung um die Kathode herum aufgebaut bezeichnet wird.When atomizing, there is a gas glow discharge. between two separate electrodes. Will serve a common anode. With the right selected frequency voltage is applied to the electrodes, the decomposition and amplitude of the applied voltage results sputtering electrode negative and thus represents the cathode an exclusive sputtering on the sputtering. With HF sputtering, the sputtering electrode, and neither the anode nor the substrate electrode are also referred to as cathode, if they are held, they will experience such a high charge that Probably then they are not always negative compared to the fact that an inverse atomization can set in, another electrode is. Under the influence of the elec- Under these conditions, therefore, the atomization streak Due to the field between the two electrodes, the electrode is negatively charged most of the time Gas can be partially accelerated by collisions of 20 and is ionized with gas molecules similar to a cathode in the case of equal electrons, so that current atomization behave, which is why they are also called here positively charged gas ions arise. These ions are called high frequency cathode, while the the accelerated towards the cathode, creating opposite electrode as a high frequency anode a space charge built up around the cathode is called.

wird. Innerhalb eines der Kathode benachbarten Ge- 25 Bei an die Zerstäubungselektrode 16 angelegter Hochbietes, dem Kathodenfallraum, sind diese Ionen einem frequenzspannung wird also die Dielektrikumsscheibe starken Feld ausgesetzt, so daß diese in Richtung zur 17 als Hochfrequenzkathode während derjenigen Zeit Kathode hin beschleunigt werden. Mit hohem Impuls wirken, während der das Potential der Zerstäubungstreffen sie so auf die Zerstäubungselektrode auf, wobei elektrode 16 negativ in bezug auf Erde ist. Während atomare Teilchen herausgeschlagen werden können. 30 der zwischenliegenden Zeitintervalle steigt das Poten-Diese aus dem Kathodenmatefial herausgeschlagenen tial der Zerstäubungselektrode 16 über Erdpotential bzw. gestäubten Teilchen werden auf Objekten in der an, werden in dem entstehenden elektrischen Feld Umgebung niedergeschlagen. Die Vorrichtung kann Elektronen auf die Zerstäubungselektrode hin beso ausgelegt sein, daß z. B. das zerstäubte Material auf schleunigt, wodurch die durch die vorher auf getroff e-Substraten kondensiert, welche auf der gegenüber- 35 nen positiven Ionen vorhandene positive Ladung abliegenden Elektrode, also der Gegenelektrode oder gebaut wird. Wie bereits oben erwähnt, werden Elek-Anode, befestigt sind. tronen in wesentlich größerer Anzahl von der Zerstäu-will. Within a region adjacent to the cathode. the cathode drop space, these ions are at a frequency voltage so it becomes the dielectric disk exposed to strong field, so that this towards 17 as a high frequency cathode during that time Be accelerated towards the cathode. Acting at high momentum during which the potential of the sputtering they strike the sputtering electrode so with electrode 16 being negative with respect to ground. While atomic particles can be knocked out. 30 of the intervening time intervals the pot-this increases knocked out of the cathode material of the sputtering electrode 16 via earth potential or dusted particles are applied to objects in the, are in the resulting electric field Downcast environment. The device can add electrons to the sputtering electrode be designed that z. B. accelerates the atomized material, thereby reducing the impact of the previously encountered substrates condenses which are deposited on the opposite positive ion 35 existing positive charge Electrode, i.e. the counter electrode or is built. As already mentioned above, elec-anode, are attached. Trons in significantly larger numbers from the atomizer

Zum Zerstäuben von isolierenden oder dielektrischen bungselektrode angezogen, als die schwereren Ionen; Materialien ist eine Gleichspannungs-Glimmentladung da aber ein Dielektrikum vorliegt und die eigentliche ungünstig, da beim Ionenbombardement des abzu- 40 Elektrode 16 hiervon bedeckt ist, kann kein Gleichstäubenden Materials positive Ionen die Zerstäubungs- Stromanteil durch die Hochfrequenzkathode fließen, elektrode positiv aufladen, wodurch ein solches Feld Das Ergebnis der Wechselwirkung von Ionen und aufgebaut wird, daß einfallende Ionen abgebremst und Elektronen mit der Dielektrikumsscheibe 17 sind Bezurückgestreut werden, so daß nach gewissem Zeit- dingungen, die die Kathode ein mittleres negatives ablauf auf Grund dieser Aufladung der Zerstäubungs- 45 Potential in bezug auf Erde einnehmen lassen. Auch elektrode kein Material mehr abgestäubt wird. Aus wenn momentan ein positives Potential auftritt, genügt diesem Grunde ist es notwendig, mit Wechselspannung dieses doch nicht, um ein inverses Zerstäuben auf den bzw. HF zu arbeiten, wobei einfallende Ionen nur wäh- umgebenden Metallteilen oder der Hochfrequenzrend der Zeitperioden Material von der Zerstäubungs- anode 32 zu bewirken.Attracted to sputtering insulating or dielectric training electrode than heavier ions; Materials is a direct voltage glow discharge because there is a dielectric and the actual one unfavorable, since during ion bombardment the electrode 16 to be 40 is covered by it, no uniform dust can occur Material positive ions, the sputtering current component flow through the high-frequency cathode, Electrode positive charge, creating such a field The result of the interaction of ions and it is established that incident ions are slowed down and electrons with the dielectric disk 17 are backscattered so that after certain time conditions the cathode will have a mean negative Let the sputtering potential in relation to the earth take up due to this charge. Even electrode no more material is dusted off. Off when a positive potential occurs at the moment is sufficient For this reason it is necessary, with alternating voltage, to avoid inverse atomization on the or HF to work, with incident ions only surrounding metal parts or the high frequency trend of the time periods to effect material from the sputtering anode 32.

elektrode abstäuben, in denen sie negativ in bezug auf 50 Die verbesserte Vorrichtung zum Stäuben gemäß die Glimmentladung vorgespannt ist. Während der vorliegendem Verfahren besitzt nun eine Impedanz zwischenliegenden Perioden, während der die Polari- zwischen Substrathalterung und der relativ großen täten der Elektroden sich umkehren, werden Elek- leitenden, das Plasma begrenzenden Oberfläche intronen von der Zerstäubungselektrode angezogen, so nerhalb des Zerstäubungsgefäßes, wodurch eine Steudaß die positive Aufladung kompensiert wird. Da 55 erung von Amplitude und Phase der Spannung an der nun die Elektronen eine größere Beweglichkeit im Ver- Gegenelektrode in bezug auf die Zerstäubungselekgleich zu den Ionen aufweisen, besteht die Tendenz, trode möglich ist. Durch eine solche Steuerung laßt daß mehr Elektronen als Ionen auf die Zerstäubungs- sich Einfluß nehmen auf die durch Zerstäuben aufelektrode einfallen; da aber in dem dielektrischen Ma- gebrachten Schichten. Zusätzlich zu den bisher beterial der Zerstäubungselektrode keine Gleichströme, 60 kannten Parametern zur Steuerung des Aufwachsens sondern nur Verschiebungsströme fließen können, lädt von Schichten bei Glimmentladungen wie Druck, Temsich die entsprechende Zerstäubungselektrode auf, peratur und Magnetfeld, wird damit als neuer Parawenn vorausgesetzt ist, daß das Dielektrikum die meter eine Abstimmung des Gegenelektrodenzustandes einzige Verbindung zwischen den-'Elektroden dar- eingeführt.electrode in which they are negative with respect to 50 The improved device for dusting according to the glow discharge is biased. During the present process now possesses an impedance intermediate periods during which the polar between substrate holder and the relatively large If the electrodes were to be reversed, electroconductive surfaces delimiting the plasma would be introns attracted by the atomizing electrode, so within the atomizing vessel, whereby a Steudaß the positive charge is compensated. Since 55 the amplitude and phase of the voltage at the Now the electrons have a greater mobility in the counterelectrode in relation to the atomization elec- trode to have ions, there is a tendency to trode is possible. Let by such a control that more electrons than ions on the sputtering influence the sputtering on electrode get an idea; but there are layers created in the dielectric material. In addition to the previously beterial the sputtering electrode no direct currents, 60 known parameters for controlling the growth but only displacement currents can flow, charges from layers in glow discharges like pressure, temsich the corresponding atomizing electrode, temperature and magnetic field, is thus a new Parawenn It is assumed that the dielectric is able to adjust the counter-electrode state only connection between the electrodes introduced.

stellt. -* 65 Die in F i g. 5 dargestellte Serienschaltung einer In-represents. - * 65 The in F i g. 5 shown series connection of an in-

Um überhaupt eine Glimmeitladung aufrecht- duktivität 74 und einer Kapazität 75, welche in F i g. 2In order to maintain a glow charge at all, and a capacitance 74, which is shown in FIG. 2

erhalten und damit ein dielektrisches Material an der als Impedanz 36 auftritt, kann von einer kapazitiven Kathode zerstäuben zu können, muß die angelegte Reaktanz über eine Serienresonanz (Reaktanz = 0)obtained and thus a dielectric material at which occurs as impedance 36, can from a capacitive In order to be able to atomize the cathode, the applied reactance must be via a series resonance (reactance = 0)

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auf eine induktive Reaktanz abgestimmt werden, elektrisch als auch thermisch verbunden. Über eine welche ihrerseits parallel zur Streukapazität zwischen isolierende Dichtung 66 ist die Kühlleitung 64 durch Gegenelektrode und Erde, d. h. Grundplatte 14 und die Grundplatte 14 in das Gefäß eingeführt,
leitenden Seitenwänden 42 des Gefäßes liegt und damit Ein Hochfrequenzgenerator 70 ist elektrisch mit der auf Parallelresonanz abgestimmt werden kann; Die 5 Zerstäubungselektrode 16 verbunden. Ein Z,C-Glied Reaktanz zwischen Gegenelektrode 32 und Erde ist zur Anpassung der Impedanz besteht aus einer veralso kontinuierlich von Null bis zu sehr großen Werten änderlichen Kapazität 71, einer Induktivität 72 und von induktiven oder kapazitiven Blindwiderständen einer zweiten abstimmbaren Kapazität 73 zwischen abstimmbar. Eine Hochfrequenzdrossel 76 liegt zwi- dem Ausgang des HF-Generators 70 und der Platte 44. sehen Gegenelektrode und einem Gleichstrom-Meß- io Mit Hilfe dieses Schaltkreises läßt sich die Impedanz instrument 78, um die Gleichstrombedingungen der der Spannungsversorgung derart kompensieren, daß Gegenelektrode erfassen zu können. Sowohl Leerlauf- die gewünschte Phasenlage der Spannung und des gleichspannung und Kurzschlußgleichstrom lassen sich Stromes an der Zerstäubungselektrode auftritt. Die ohne Beeinflussung des Hochfrequenzkreises messen. Impedanz, gebildet aus der abstimmbaren Induktivität In einer Vorrichtung zum Zerstäuben, in welcher die 15 74 in Serie mit der Kapazität 76, liegt zwischen geImpedanz zwischen Grundplatte 14 und Gegenelek- erdeter Grundplatte 14 und Gegenelektrode. Diese trode 32 rein induktiv ist, tritt eine Phasenverschiebung Impedanz dient, wie bereits erwähnt, als neuer Paravon etwa 180° zwischen Kathode oder Zerstäubungs- meter zur Steuerung des Aufstäubvorgangs der dielektrode und Gegenelektrode oder Anode auf. Theo- elektrischen Schicht auf die Substrate,
retisch wird mit einer solchen reinen induktiven Im- 20 Zur Kontrolle der mittleren Gleichspannung an der pedanz die Spannung an der Kathode ihren positiven Gegenelektrode ist das Gleichstrom-Meßinstrument 78 Scheitelwert in dem Moment erreichen, wenn die über die Drossel 76 zwischen Erde und Gegenelektrode Spannung an der Gegenelektrode im Minimum ist. gelegt. Mit Hilfe dieser Bauelemente 74, 75 und dem Unter diesen Voraussetzungen wird ein maximaler Meßinstrument 78 wird die Einstellung des Potentials Gleichstrom zwischen Gegenelektrode und Erde 25 an den zu beschichtenden Substraten vorgenommen, fließen, da bei der Bedingung, wo die Kathoden- Ein negatives mittleres Gleichstrompotential an der spannung negativ ist, die Elektronen zwischen den Oberfläche der auf die Halbleitersubstrate aufgestäub-Elektronen auf die Anode zu beschleunigt werden, ten Isolatorschichten bewirkt eine anziehende Kraft weil ja gleichzeitig die Spannung der Anode positiv ist. auf positive Verunreinigungsionen innerhalb der Iso-Das Ergebnis ist eine maximale Anzahl von Elek- 30 latorschicht in Richtung zur Oberfläche der Schicht: tronen, welche pro Periode von der Gegenelektrode auf- Auf diese Weise werden Verunreinigungen aus der gefangen werden. Umgekehrt liegt bei rein kapazitiver Zwischenschicht Halbleiter Isolator entfernt, so daß Impedanz eine 0 "-Phasenverschiebung zwischen Ka- die Halbleitereigenschaften wesentlich verbessert thode und Substrat vor. Kathode und Substrat nehmen werden.be matched to an inductive reactance, electrically as well as thermally connected. The cooling line 64 is introduced into the vessel through the counter-electrode and earth, that is to say the base plate 14 and the base plate 14, via a seal 66 which is in turn parallel to the stray capacitance between the insulating seal 66,
conductive side walls 42 of the vessel and thus a high-frequency generator 70 is electrical with which can be tuned to parallel resonance; The 5 sputtering electrode 16 connected. A Z, C-element reactance between counter electrode 32 and earth can be tuned to match the impedance consists of a capacitance 71 that can be changed continuously from zero to very large values, an inductance 72 and inductive or capacitive reactances of a second tunable capacitance 73. A high-frequency choke 76 is located between the output of the HF generator 70 and the plate 44. See the counter electrode and a direct current measuring device. With the aid of this circuit, the impedance instrument 78 can be used to compensate for the direct current conditions of the voltage supply in such a way that the counter electrode can be detected to be able to. Both no-load, the desired phase position of the voltage and the direct voltage and short-circuit direct current, current can occur at the sputtering electrode. That measure without influencing the high-frequency circuit. Impedance, formed from the tunable inductance In a device for sputtering, in which the 15 74 in series with the capacitance 76, lies between the impedance between the base plate 14 and the counter-earthed base plate 14 and the counter electrode. This electrode 32 is purely inductive, a phase shift occurs. Theo- electric layer on the substrates,
With such a pure inductive impedance, the voltage at the cathode of its positive counterelectrode is reached when the voltage across the choke 76 between earth and counterelectrode reaches its peak value the counter electrode is at the minimum. placed. With the help of these components 74, 75 and the under these conditions, a maximum measuring instrument 78 is used to set the potential direct current between the counter electrode and earth 25 on the substrates to be coated, flow, since under the condition where the cathode A negative mean direct current potential at the voltage is negative, the electrons between the surface of the electrons sputtered onto the semiconductor substrate are accelerated to the anode, the insulator layers cause an attractive force because at the same time the voltage of the anode is positive. on positive impurity ions within the iso-The result is a maximum number of electrons in the direction of the surface of the layer: electrons, which per period from the counter-electrode on- In this way, impurities are captured from the. Conversely, in the case of a purely capacitive intermediate layer, the semiconductor insulator is removed, so that the impedance is a 0 "phase shift between the semiconductor properties and the substrate. The cathode and substrate will take place.

jeweils gleichzeitig gleiche Spannungsscheitelwerte ein. 35 Das hier beschriebene Verfahren und die Vorrich-the same voltage peak values at the same time. 35 The procedure described here and the device

Hieraus ergibt sich ein minimaler Gleichstromzwischen tung ,können, ebenfalls zur Steuerung der Verunreini-This results in a minimal DC link, which can also be used to control the contamination

Gegenelektrode und Erde. gung der aufgestäubten Schicht, d. h. der Anzahl vonCounter electrode and earth. generation of the sputtered layer, d. H. the number of

In F i g. 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Haftstellen eingefangenen Gasionen, verwendet dargestellt, dessen Elemente aber nicht alle maßstabs- werden. Ein Beispiel, wo eine solche Anwendung nützgerecht in der Zeichnung auftreten. Das Zerstäubungs- 40 lieh sein könnte, ist die Veränderung der dielektrischen gefäß 40 besteht aus einer metallenen Grundplatte 14, Leitfähigkeit eines aufgestäubten Metallfilmes, da die auf welcher sich ein zylindrischer Behälter 42 befindet, Leitfähigkeit wesentlich von in Haftstellen eingefanwelcher durch eine Platte 44 abgedeckt ist. Schematisch genen Gasionen abhängig ist.In Fig. 5, a preferred embodiment of gas ions trapped in traps is used shown, but not all of its elements are to scale. An example where such an application is useful occur in the drawing. The sputtering 40 could be borrowed is the change in the dielectric vessel 40 consists of a metal base plate 14, conductivity of a sputtered metal film, since the on which there is a cylindrical container 42, conductivity substantially trapped in traps is covered by a plate 44. Schematically dependent on the gene gas ions.

ist eine Vakuumpumpe 46 dargestellt, welche zur Eva- Zum besseren Verständnis werden im folgenden zweia vacuum pump 46 is shown, which for eva- For better understanding are in the following two

kuierung des Gefäßes dient. Als zweiter Anschluß ist 45 Beispiele gebracht.kuierung the vessel is used. 45 examples are given as the second connection.

ein Rohr 48 zum Zuführen von Gas vorgesehen, ' -a pipe 48 is provided for the supply of gas, '-

welches über ein Ventil49 mit der Gasquelle verbun- Beispiel I
den ist. Innerhalb des Zerstäubungsgefäßes 40 befindetwhich is connected to the gas source via a valve49
that is. Located inside the atomization vessel 40

sich die Zerstäubungselektrode 16 mit der daran- an- Eine Zerstäubungsvorrichtung, ähnlich der inthe sputtering electrode 16 with the attached to it- A sputtering device, similar to that in FIG

gebrachten Dielektrikumsscheibe 17. Die Zerstäu- 5a Fig. 5 gezeigten, wurde mit Siliziumscheiben auf derapplied dielectric disk 17. The sputtering 5a Fig. 5 shown was with silicon wafers on the

bungselektrode 16 ist mit einer Heizvorrichtung zur. Sübstrathalterung beschickt, welche einen Durch-Training electrode 16 is provided with a heater for. Sübstrathalterung charged, which has a through

Temperatursteue'rung versehen. Eine Kühlflüssigkeit messer von 22,5 cm besaß, wobei ein Quarztarget mitTemperature control provided. A coolant knife of 22.5 cm possessed, with a quartz target with

zirkuliert durch die ringförmige Öffnung zwischen einem Durchmesser von 15. cm auf der Zerstäubungs-circulates through the annular opening between a diameter of 15 cm on the atomizer

Elektrodenanschluß 50 und Kühlausfluß 51 und inner- elektrode montiert war und eine Hochfrequenz?Electrode connection 50 and cooling outlet 51 and inner electrode was installed and a high frequency?

halb der Zerstäubungselektrode 16. Wie in der Zeich- 55 leistung von 500 Watt angelegt wurde. Der Abstandhalf of the atomizing electrode 16. As applied in the drawing power of 500 watts. The distance

nung angedeutet, ist die Zerstäubungselektrode 16 von zwischen. Target und Substrat betrug 3,1 cm. Derindicated, the sputtering electrode 16 of between. The target and substrate were 3.1 cm. Of the

der Platte 44 durch eine Glasisolation 52 isoliert. Eine Druck wurde bei 15 m Torr gehalten. Eine Anzahl vonthe plate 44 is isolated by a glass insulation 52. A pressure was held at 15 m torr. A number of

Abschirmung 20 umgibt die Zerstäubungselektrode 16 Versuchen wurde angestellt, bei welchen die Substrat-Shielding 20 surrounds the sputtering electrode 16 experiments were carried out in which the substrate

zur Verhinderung von Erosion beim Zerstäuben. reaktanz durch Änderung der Induktivität 74 jeweilsto prevent erosion during atomization. reactance by changing the inductance 74 respectively

Eine Gegenelektrode ist der Zerstäubungselektrode 60 verändert wurde. Bei jedem Versuch wurden Leerlaufgegenüberliegend innerhalb des Gefäßes angebracht. gleichspannung und Kurzschlußgleichstrom mit Hilfe Sie besteht aus einer leitenden Platte 32, welche auf des Meßinstruments 78 ermittelt. Die Ergebnisse einer Tragsäulen 34 isolierenden Materials ruht. In einer solchen Versuchsreihe sind in Tabelle I, die graphisch Ausnehmung der Gegenelektrode 32 befindet sich eine in F i g. 3 wiedergegeben ist, dargestellt. Kurve 82 hierin eingelassene Substrathalterplatte 62, welche 65 zeigt dabei die Leerlauf spannung, Kurve 84 den Kurzwiederum die einzelnen zu beschichtenden Substrate 60 schlußstrom. Die Kurvenbereiche 84 und 85 zeigen trägt. Eine Kühlleitung 64 mit in Pfeilrichtungen zir- Instabilitäten, deren Grund noch nicht aufgedeckt kulierender Kühlflüssigkeit ist mit der Platte 32 sowohl werden konnte.A counter electrode is the sputtering electrode 60 has been modified. In each trial, idlers were placed oppositely within the jar. DC voltage and short circuit DC current with the help It consists of a conductive plate 32, which is measured on the measuring instrument 78. The results of a Support columns 34 of insulating material rests. In one such series of tests, Table I shows the graphs The recess of the counter electrode 32 is shown in FIG. 3 is shown. Turn 82 substrate holder plate 62 embedded therein, which shows 65 the open circuit voltage, curve 84 the short again the individual substrates to be coated 60 short-circuit. The curve areas 84 and 85 show wearing. A cooling line 64 with instabilities in the directions of the arrows, the reason for which has not yet been revealed Kululating coolant is with the plate 32 could be both.

ίοίο

Tabelle ITable I.

SubstratreaktanzSubstrate reactance LeerlaufspannungOpen circuit voltage KurzschlußstromShort circuit current (Ohm)(Ohm) (Volt)(Volt) 'CmA)'CmA) -16-16 +10+10 +0,6+0.6 55 00 00 +4,5+4.5 ηη -1,0-1.0 +12+12 -15-15 ■ -2,4■ -2.4 +24+24 -33-33 -5,5-5.5 +37+37 -35-35 -5,5-5.5 +40+40 +2+2 +.04+.04 +60+60 +5+5 +.12+.12

Beispiel IIExample II

Ähnlich den im Beispiel I beschriebenen Versuchen mit einer Zerstäubungsvorrichtung, ähnlich der in F i g. 2 gezeigten, wurden Siliziumdioxidbeschichtungen von Siliziumscheiben mittels Aufstäuben in einer Argon-Glimmentladung vorgenommen. Die Scheiben wurden in konventioneller Weise poliert, gesäubert und getrocknet und auf der Gegenelektrode befestigt. Der Argon-Gasdruck betrug 15 m Torr.Similar to the experiments described in Example I. with an atomizing device similar to that in FIG. 2 were silicon dioxide coatings made of silicon wafers by means of sputtering in an argon glow discharge. the Discs were conventionally polished, cleaned and dried and placed on the counter electrode attached. The argon gas pressure was 15 m Torr.

Im ganzen wurden sieben Versuche zur Beschichtung von Siliziumdioxidschichten auf Siliziumscheiben bei jeweils 500 Watt Hochfrequenzleistung während einer Dauer von 30 Minuten vorgenommen. Die wirksame Gegenelektrodenreaktanz betrug je nach Versuch zwischen —16 und +27 Ohm. Diese Gesamtreaktanz ergab sich jeweils aus der Streureaktanz im Zusammenwirken mit der variablen Reaktanz. Während jedes Versuches wurden mit Hilfe des Meßinstrumentes 78 wiederum Leerlaufspannung und Kurzschlußstrom aufgenommen.A total of seven attempts at coating were made of silicon dioxide layers on silicon wafers at 500 watts of high-frequency power each during a Duration of 30 minutes. The effective counter electrode reactance was depending on the experiment between -16 and +27 ohms. This total reactance resulted in each case from the scatter reactance in the interaction with the variable reactance. During each experiment, 78 again added open-circuit voltage and short-circuit current.

Von jeder Schicht wurde außerdem die sogenannte »Pin-Hole-Durchbruch«-Dicke ermittelt. Hierunter wird diejenige Dicke verstanden, welche eine homogene, Störstellenfreie Schicht hätte, wenn sie innerhalb der gleichen Zeit durch das Ätzmittel abgetragen würde,The so-called »pin-hole breakthrough« thickness was also determined for each layer. Below is understood to mean the thickness which a homogeneous, defect-free layer would have if it were inside would be removed by the etchant at the same time,

ίο wie die durch Störstellen, d. h. durch erhöhte Ätzgeschwindigkeit, ausgezeichneten Stellen der Schicht. Eine größere Anzahl von Flächen auf jeder Scheibe wurde angeätzt und die verschiedenen Eindringtiefen gemessen. Danach wurden die Scheiben hinreichend lange in ein elektrisches Kupferbeschichtungsbad gelegt, damit sich Kupfer auf den dem Bad ausgesetzten Oberflächenbereichen niederschlagen konnte. Schließlich wurden die Scheiben unter dem Mikroskop untersucht. Ähnlich wie bei dem bekannten, mit »Deko-ίο like those caused by imperfections, d. H. through increased etching speed, excellent spots of the layer. A greater number of faces on each disc was etched and the different penetration depths measured. After that, the disks became sufficient placed in an electric copper plating bath for a long time so that copper would be exposed to the bath Surface areas could precipitate. Finally, the slices were examined under the microscope. Similar to the well-known, with »Deko-

ao ration« bezeichneten Verfahren deutete auch hier eine hohe Niederschlagsdichte in einer geätzten Fläche auf eine Stelle hin, an der die Ätzung bis auf das Substrat hinunter erfolgt war, also ein »Pin-Hole-Durchbruch« vorlag.ao ration «indicated a high density of precipitation in an etched area a point where the etching was carried out right down to the substrate, i.e. a »pin-hole breakthrough« Template.

Das eingefangene Argon wurde in jeder aufgestäubten Schicht mit Hilfe von Röntgenfluoreszensanalyse gemessen.The trapped argon was identified in each sputtered layer using fluorescent x-ray analysis measured.

In der folgenden Tabelle II werden die Ergebnisse der so ausgeführten Versuche dargestellt. Eine entsprechende graphische Darstellung findet sich in Fig. 4.The results of the tests carried out in this way are shown in Table II below. A corresponding graphical representation can be found in FIG. 4.

Tabelle IITable II

Gegenelektrode^Counter electrode ^ GegenelektrodenCounter electrodes ÄtzgeschwindigEtching speed Pin-Hole-Pin hole Geschätzter AnteilEstimated share reaktanz X, reactance X, stromcurrent keitspeed Durchbruch-DickeBreakthrough thickness von eingefangenem Argonof trapped argon (Ohm)(Ohm) (mA)(mA) (Ä/Sek.)(Ä / sec.) (% der Gesamtdicke)(% of total thickness) (Molprozent)(Mole percent) +27+27 -5,5 mA-5.5 mA 5,25.2 1212th 2,52.5 +20+20 —5,0 mA-5.0 mA 5,85.8 44th —- +12+12 -2,4-2.4 4,84.8 55 1,21.2 +8,2+8.2 -2,0-2.0 -5,5-5.5 1616 —- +4,5+4.5 -I5O-I 5 O 9,99.9 6262 0,50.5 -3,5-3.5 00 9,49.4 6969 0,40.4 -16-16 +0,6+0.6 10,210.2 8585 0,80.8

Bei Beendigung der Versuchsreihe#<wurden die belleII und Fig. 4 zeigen beide den außerordent-Scheiben für eine feste Zeitdauer einem Ätzmittel aus- 50 liehen Einfluß der Gegenelektrodenreaktanz auf dieAt the end of the test series # < , the cells and FIG. 4 both show the extraordinary disks lent to an etchant for a fixed period of time. Influence of the counter-electrode reactance on the

Ätzgeschwindigkeit, auf den Wert der sogenannten Pin-Hole-Durchbruch-Dicke sowie auf den Anteil desEtching speed, the value of the so-called pin-hole breakthrough thickness and the proportion of the

gesetzt, welches aus 10 Volumteilen 70%iger HNO3,
15 Volumteilen 49°/oiger HF, 300 Volumteilen H2O
bestand. Die abgetragene Dicke wurde gemessen und
daraus die Ätzgeschwindigkeit berechnet. Die Ta-set, which consists of 10 parts by volume of 70% HNO 3 ,
15 parts by volume of 49 ° / o sodium HF, 300 parts by volume of H 2 O
duration. The removed thickness was measured and
from this the etching speed is calculated. The Ta-

eingefangenen Argons.captured argon.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

] 2 tende Substrate sind durch eine Substrathalterung auf Patentansprüche· einer Gegenelektrode befestigt, die ihrerseits auf an einer metallenen Grundplatte befestigten Metallsäulen ruht. Das Hochfrequenzfeld zwischen den beiden Elektroden] 2 Tending substrates are fastened by a substrate holder to a counter electrode, which in turn rests on metal columns fastened to a metal base plate. The high frequency field between the two electrodes 1. Verfahren zum Aufbringen- von dünnen 5 hat eme Glimmentladung zwischen dem zu zerstäuben-Schichten aus nichtleitendem Material auf eine den Material und der zu beschichtenden Unterlage zur Unterlage mittels einer Hochfrequenz-Glimmentla- Folge. Die Grundplatte sowie alle leitenden Flächen dung in einer Edelgasatmosphäre zwischen einer des Zerstäubungsgefäßes befinden sich auf dem Poten-Zerstäubungselektrode mit dem nichtleitenden tial des Plasmas innerhalb des Gefäßes. Das Plasma ist Material und einer Gegenelektrode mit der zu be- ίο als feldfreie Raumzone definiert und besteht aus posischichtenden Unterlage in einem Zerstäubungs- tiven und negativen Ladungen.1. Method for applying thin 5 has a glow discharge between the layers to be sputtered made of non-conductive material on the material and the substrate to be coated Support by means of a high-frequency glow-bed sequence. The base plate and all conductive surfaces tion in a noble gas atmosphere between one of the atomization vessels are located on the Poten atomization electrode with the non-conductive tial of the plasma inside the vessel. The plasma is Material and a counter electrode with which to be ίο defined as a field-free space zone and consists of positive layers Base in a nebulizer and negative charges. gefäß mit leitenden Außenwänden, dadurch Die Technik der Hochfrequenzzerstäubung erlaubt gekennzeichnet, daß Amplitude und Phase das Niederschlagen von nahezu jedem Material in der an der Gegenelektrode (32) wirksamen Hoch- Form einer dünnen Schicht, die relativ homogen gebilfrequenzspannung durch ein elektrisch zwischen 15 det wird. Von besonderem Interesse für die Halbleiterdie Gegenelektrode (32) und die leitenden Außen- herstellung ist die Verwendung solcher Schichten zur flächen des Zerstäubungsgefäßes (40) geschaltetes, Isolierung bei monolithischen integrierten Halbleiterabstimmbares LC-Glied (36; 74, 75) beeinflußt schaltungen. Bei den entsprechenden Fertigungsverfahwerden. ren werden in einigen Verfahrensschritten auch Ätz-vessel with conductive outer walls, thereby allowing the technology of high-frequency atomization characterized that the amplitude and phase of the deposition of almost any material in the high form of a thin layer that acts on the counter electrode (32), the relatively homogeneous bilateral voltage by an electrical between 15 det. Of particular interest to semiconductor die Counter electrode (32) and the conductive external production is the use of such layers for surfaces of the atomization vessel (40) switched, insulation in the case of monolithic integrated semiconductor tunable LC element (36; 74, 75) affects circuits. With the corresponding manufacturing processes. In some process steps, etching 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 prozesse angewendet, bei denen Löcher in diese Isozeichnet, daß an beiden Entladungselektroden (16, lationsschichten geätzt werden, sei es zur Bereitstellung 32) das jeweilige HF-Potential nach Amplitude und von Masken, sei es zum Erstellen von Anschlüssen an Phasenlage einstellbar ist. darunterliegenden Halbleiterzonen. Die Eigenschaften A 2. The method according to claim 1, characterized in that 20 processes are used in which holes in this iso shows that the respective RF potential according to amplitude and masks is etched on both discharge electrodes (16, lation layers, be it for provision 32) it can be adjusted to create connections at the phase position. underlying semiconductor zones. The properties A 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- der durch dieses hochfrequente Zerstäuben nieder- ^ durch gekennzeichnet, daß nach der Abstimmung 25 geschlagenen Schichten gegenüber den bei der HaIb-3. The method according to claims 1 and 2, that low- ^ as a result of this high-frequency atomization characterized by the fact that after the vote, 25 struck layers compared to those at the Halb- die gesamte Impedanz, bestehend aus der des leiterverarbeitung angewandten Ätzmitteln sind des-LC-Gliedes (36; 74, 75) und der dazu parallel- halb von besonderer Bedeutung, liegenden Streuimpedanz, im wesentlichen eine Als nachteilig bei den bisher bekannten Hochinduktive Reaktanz darstellt. frequenz-Zerstäubungsverfahren hat sich gezeigt, daß the entire impedance, consisting of the etchants applied by the conductor processing, are des-LC-member (36; 74, 75) and the parallel - half of special importance, lying stray impedance, essentially a disadvantage of the previously known high inductive reactance. frequency sputtering process has shown that 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 30 bei den hiermit niedergeschlagenen Schichten Stellen rens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge- vorhanden sind, die z. B. unter dem Einfluß von Ätzkennzeichnet, daß Grund- (14) und Abdeckplatte mitteln nadelstichartige Löcher, sogenannte Pin-Holes, (44) und die Seitenwände (42) des Zerstäubungs- auftreten lassen, durch die ein Ätzmittel ein unterhalb gefäßes (40) aus Metall bestehen. der niedergeschlagenen Schicht befindliches Substrat4. Apparatus for carrying out the process at the layers that are thereby deposited rens according to claims 1 and 2, characterized ge are present, the z. B. under the influence of etching, that the base (14) and cover plate mean needle-like holes, so-called pin holes, (44) and the side walls (42) of the sputtering allow an etchant to enter below vessel (40) made of metal. the substrate located on the deposited layer 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 35 in bevorzugter Weise angreift, und zwar bevor alle zeichnet, daß das LC-Glied aus einer variablen In- anderen Stellen der niedergeschlagenen Schicht durch duktivität (74) und einer Kapazität (75) in Serie das angewandte Ätzmittel abgetragen sind. Die niederbesteht, geschlagene Schicht ist also nicht gleichmäßig an-5. The device according to claim 4, characterized in 35 attacks in a preferred manner, namely before all shows that the LC element from a variable in other places of the deposited layer through Ductivity (74) and a capacity (75) in series the applied etchant are removed. That stands down The beaten layer is therefore not evenly 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, geätzt. Ein weiterer Nachteil bei Anwendung bekanndadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichstrom- 40 ter Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren besteht darin, Meßinstrument (78) in Serie mit einer Drossel (76) daß das Auftreten einer Inversion der Glimmentladung, parallel zum Z-C-Glied (74, 75) zur Überwachung also eine unerwünschte Aufladung durch Ionen, nicht der Entladung vorgesehen ist immer zu vermeiden ist. Hierdurch ergibt sich eine6. Device according to claims 4 and 5, etched. Another disadvantage of this application is known characterized in that a direct current 40th high frequency sputtering process consists of Measuring instrument (78) in series with a throttle (76) that the occurrence of an inversion of the glow discharge, In parallel with the Z-C element (74, 75) for monitoring, there is no undesired charge due to ions discharge is always to be avoided. This results in a Störung beim Schichtniederschlag, indem definierte * 45 Bedingungen nicht mehr vorliegen. \ Disturbance with layer precipitation in that defined * 45 conditions no longer exist. \ Um die physikalischen Eigenschaften einer aufzustäubenden Schicht zumindest einigermaßen zu beeinflussen, sind bisher die Parameter: Gasdruck, Temperatur des Substrats, elektrisches Feld und gegebenen-In order to influence the physical properties of a layer to be sputtered at least to some extent, are the parameters: gas pressure, temperature of the substrate, electric field and given Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auf- 50 falls die Größe eines zusätzlich angelegten Magnetbringen von dünnen Schichten aus nichtleitendem feldes, geändert worden. Da unter bestimmten VorMaterial auf eine Unterlage mittels einer Hochfrequenz- aussetzungen die genaue Steuerung dieser Parameter Glimmentladung in einer Edelgasatmosphäre zwischen schwierig und unpraktisch ist, sind die hierbei erzielten einer Zerstäubungselektrode mit dem nichtleitenden Ergebnisse hinsichtlich einzuhaltender Toleranzgren-Material und einer Gegenelektrode mit der zu be- 55 zen in keiner Weise befriedigend. Die Einführung eines schichtenden Unterlage in einem Zerstäubungsgefäß in relativ einfacher Weise einzustellenden Parameters mit leitenden Außenwänden. zur Steuerung der Schichtniederschläge könnte alsoThe invention relates to a method for noticing the size of an additionally applied magnet of thin layers of non-conductive field. Because under certain pre-material on a base by means of a high frequency exposure the exact control of these parameters Glow discharge in a noble gas atmosphere between difficult and impractical are those achieved here a sputtering electrode with the non-conductive result with regard to the tolerance limit material to be adhered to and a counter electrode with which to be coated is in no way satisfactory. Introducing a layering base in an atomization vessel in a relatively simple manner to set parameters with conductive outer walls. to control the layer precipitation could so Verfahren dieser Art sind bereits allgemein bekannt, von wesentlichem Vorteil bei Anwendung von Höchwie es z. B. die Veröffentlichung von G. S. A η d e r - frequenz-Zerstäubungsverfahren sein, son et al. im Journal of Applied Physics, Vol. 33, 60 Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Nr. 10, Oktober 1962, S. 2991 und 2992, unter dem die Möglichkeit zur Steuerung der physikalischen Titel »Sputtering of Dielectrics by highfrequency Eigenschaften von aufgestäubten Schichten so zu ver-Fields« zeigt. Das Niederschlagen einer Isolierschicht bessern, daß eine einwandfreie Nachbehandlung, insdurch Hochfrequenzzerstäubung erfolgt in einem Va- besondere von Ätzmitteln zur Vermeidung von Pinkuumgefäß, welches im allgemeinen aus Metall be- 65 Holes, gewährleistet ist.Processes of this type are already well known and are of considerable advantage when using Höchwie it z. B. the publication of G. S. A η d e r - be frequency atomization process, son et al. in the Journal of Applied Physics, Vol. 33, 60 The object of the invention is therefore to No. 10, October 1962, pp. 2991 and 2992, under which the possibility of controlling the physical Title »Sputtering of Dielectrics by highfrequency properties of sputtered layers so too ver-fields« shows. The deposition of an insulating layer will improve that a perfect after-treatment, ins through High-frequency atomization takes place in a special of etching agents to avoid a pink vacuum vessel, which is generally made of metal with 65 holes. steht. Das zu zerstäubende Material wird in Form Gemäß der Erfindimg wird diese Aufgabe dadurchstands. The material to be atomized is in accordance with the invention this object is achieved einer Scheibe auf einer Zerstäubungselektrode inner- gelöst, daß Amplitude und Phase der an der Gegenhalb des Zerstäubungsgefäßes befestigt. Zu beschich- elektrode wirksamen Hochfrequenzspannung durcha disk on an atomizing electrode internally resolved, that amplitude and phase of those on the opposite half attached to the nebulizer. Effective high-frequency voltage through to coating electrode
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767551A (en) * 1971-11-01 1973-10-23 Varian Associates Radio frequency sputter apparatus and method
US3860507A (en) * 1972-11-29 1975-01-14 Rca Corp Rf sputtering apparatus and method
GB1485266A (en) * 1973-11-20 1977-09-08 Atomic Energy Authority Uk Storage of material
US4131533A (en) * 1977-12-30 1978-12-26 International Business Machines Corporation RF sputtering apparatus having floating anode shield
US4268374A (en) * 1979-08-09 1981-05-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated High capacity sputter-etching apparatus
US4333814A (en) * 1979-12-26 1982-06-08 Western Electric Company, Inc. Methods and apparatus for improving an RF excited reactive gas plasma
US4693805A (en) * 1986-02-14 1987-09-15 Boe Limited Method and apparatus for sputtering a dielectric target or for reactive sputtering
JPS6358834A (en) * 1986-08-27 1988-03-14 インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−ション Sputtering apparatus
US4818359A (en) * 1986-08-27 1989-04-04 International Business Machines Corporation Low contamination RF sputter deposition apparatus
US4802968A (en) * 1988-01-29 1989-02-07 International Business Machines Corporation RF plasma processing apparatus
DE3821207A1 (en) * 1988-06-23 1989-12-28 Leybold Ag ARRANGEMENT FOR COATING A SUBSTRATE WITH DIELECTRICS
US5946013A (en) * 1992-12-22 1999-08-31 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head having a protective layer with a controlled argon content
DE4301189C2 (en) * 1993-01-19 2000-12-14 Leybold Ag Device for coating substrates
DE4301188C2 (en) * 1993-01-19 2001-05-31 Leybold Ag Device for coating or etching substrates
US5849372A (en) * 1993-09-17 1998-12-15 Isis Innovation Limited RF plasma reactor and methods of generating RF plasma
WO1996034124A1 (en) * 1995-04-25 1996-10-31 The Boc Group, Inc. Sputtering system using cylindrical rotating magnetron electrically powered using alternating current
EP0774772A1 (en) * 1995-11-17 1997-05-21 Applied Materials, Inc. Methods for physically etching silicon electrically conducting surfaces
US6095084A (en) * 1996-02-02 2000-08-01 Applied Materials, Inc. High density plasma process chamber
US6478924B1 (en) 2000-03-07 2002-11-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber support having dual electrodes
US6730609B2 (en) * 2001-10-09 2004-05-04 Micron Technology, Inc. Etch aided by electrically shorting upper and lower sidewall portions during the formation of a semiconductor device
US6843880B2 (en) * 2002-05-24 2005-01-18 International Business Machines Corporation Enhanced endpoint detection for wet etch process control
US7767056B2 (en) * 2003-01-14 2010-08-03 Canon Anelva Corporation High-frequency plasma processing apparatus
JP4326895B2 (en) * 2003-09-25 2009-09-09 キヤノンアネルバ株式会社 Sputtering equipment
US8052799B2 (en) * 2006-10-12 2011-11-08 International Business Machines Corporation By-product collecting processes for cleaning processes
JP4317888B2 (en) * 2007-08-31 2009-08-19 富士フイルム株式会社 Sputtering method and sputtering apparatus
US8540851B2 (en) * 2009-02-19 2013-09-24 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with impedance matching network
US8557088B2 (en) * 2009-02-19 2013-10-15 Fujifilm Corporation Physical vapor deposition with phase shift
US8182662B2 (en) * 2009-03-27 2012-05-22 Sputtering Components, Inc. Rotary cathode for magnetron sputtering apparatus
JP5596402B2 (en) * 2010-04-19 2014-09-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ Analysis device, ionization device, and analysis method
US10964590B2 (en) * 2017-11-15 2021-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Contact metallization process
US10790466B2 (en) * 2018-12-11 2020-09-29 Feng-wen Yen In-line system for mass production of organic optoelectronic device and manufacturing method using the same system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL136984C (en) * 1964-06-04
US3451917A (en) * 1966-01-10 1969-06-24 Bendix Corp Radio frequency sputtering apparatus
US3461054A (en) * 1966-03-24 1969-08-12 Bell Telephone Labor Inc Cathodic sputtering from a cathodically biased target electrode having an rf potential superimposed on the cathodic bias

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
US3617459A (en) 1971-11-02
NL163367B (en) 1980-03-17
GB1181560A (en) 1970-02-18
NL163367C (en) 1980-08-15
FR1586445A (en) 1970-02-20
NL6812114A (en) 1969-03-18
CH499628A (en) 1970-11-30
SE359719B (en) 1973-09-03

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